Progettazione elettromeccanica nelle applicazioni di controllo del movimento.

Quando un'applicazione richiede forze di spinta pura, il tipo migliore di attuatore lineare è spesso un attuatore a stelo. Chiamati anche "attuatori di spinta" e (quando un motore è integrato) "attuatori elettrici", questi dispositivi elettromeccanici eccellono nel fornire forze assiali, o di spinta, per spingere, tirare o trattenere carichi. Sebbene il loro funzionamento sia semplice, gli attuatori di spinta sono disponibili in un'ampia gamma di design, dimensioni e configurazioni.

I meccanismi di azionamento tipici per gli attuatori di spinta sono viti a sfere, viti coniche o viti a rulli e motori lineari tubolari. I meccanismi di azionamento che non sono comuni in questi progetti sono i sistemi a cinghia e puleggia o a cremagliera e pignone. Queste tecnologie di azionamento non offrono sufficiente forza di spinta e rigidità (cinghie) o un fattore di forma adeguato (cremagliera e pignone) per essere utilizzate nella progettazione di attuatori di spinta.

La forza di spinta viene trasmessa al carico da un'asta che si estende e si ritrae, guidata da una boccola piana, dal corpo dell'attuatore. Gli attuatori di spinta tipici non includono guide lineari, poiché il loro design non è intrinseco al trasporto di carichi, ma solo alla loro funzione di spingerli, tirarli o trattenerli. Se è necessario supportare o guidare il carico, vengono utilizzati binari, alberi o guide, indipendenti dall'attuatore.

Mentre la maggior parte degli attuatori a stelo è progettata per mantenere l'alloggiamento fisso e consentire al tubo di spinta di estendersi e ritrarsi, alcuni modelli consentono di fissare il tubo e di muovere l'alloggiamento. Questa configurazione è più comune nei motori lineari, ma anche alcuni modelli a vite consentono questa configurazione.

Poiché spesso sostituiscono versioni pneumatiche o idrauliche, è comune che gli attuatori elettromeccanici di spinta siano progettati con dimensioni esterne e opzioni di montaggio conformi agli standard, come ISO e NFPA, a cui aderiscono comunemente i cilindri pneumatici e idraulici. Se azionati da viti a sfere di grande diametro o da viti a rulli, gli attuatori elettromeccanici di spinta hanno una densità di potenza estremamente elevata e offrono una soluzione meno complessa rispetto agli attuatori idraulici. Le versioni con viti a sfere e a madrevite sono valide alternative alle tecnologie pneumatiche, eliminando la necessità di compressori, filtri, valvole e altre apparecchiature di trattamento dell'aria.

Gli attuatori elettromeccanici a stelo hanno maggiori probabilità, rispetto alle loro controparti tradizionali a cursore, di essere dotati di motore e hardware di controllo integrati. Oltre a ridurre la complessità per OEM e utenti finali, fornire una soluzione elettromeccanica completa in un unico pacchetto semplifica il passaggio dalla tecnologia pneumatica o idraulica a quella elettromeccanica. Le opzioni di integrazione per gli attuatori di spinta spaziano dai motori CC a bassa tensione con finecorsa per un semplice posizionamento end-to-end, ai servoattuatori plug-and-play con motore, azionamento e controller integrati.

L'alloggiamento di un attuatore di spinta è in genere un design completamente chiuso che incapsula i componenti meccanici ed elettrici. Con una guarnizione aggiunta all'asta di spinta, è spesso possibile per questi attuatori raggiungere elevati gradi di protezione IP, rendendoli ideali per applicazioni in cui l'attuatore è esposto a particelle fini, liquidi o condizioni di lavaggio. I produttori in genere offrono diverse opzioni di materiali per l'alloggiamento, tra cui placcature e rivestimenti per garantire la resistenza alla corrosione in un'ampia gamma di sostanze chimiche e ambienti.